一直以來,圖像處理都是VB的禁區,主要的原因可能是因爲她沒有指針,而圖像的數據量通常都很大。其實,只要有正確的方法,VB同樣可以寫出高效而又快速的圖像處理程序的。
我並不是學圖像處理這方面的。可以說,我的專業和圖像毫不佔邊,但因老闆項目的需要,自學了一些圖形圖像學方面的知識。網絡上圖像方面大部分的代碼都是用VC寫的,對於我這個對C系列語言不感冒的人來說實在是太痛苦了,好在關鍵的算法部分還能夠馬馬乎乎的看懂,這樣在學習中也改寫了不少代碼,這裏想共享一些常用的算法供大家研究。
要處理一個圖像,首先當然要獲得該圖像的像素值,常見很多人直接用兩個循環中調用GetPixel 來得到數據(最初我也是),這個過程是相當耗時,在處理完畢後又調用SetPixel 來更新圖像,而SetPixel呢,要進行座標系轉化、剪裁區域判斷、將顏色匹配爲設備支持的最接近的,最後還要根據不同的顏色格式尋址、爲將顏色寫入其所在位進行位運算,速度可想而知了。
在VB6.0,爲了快速得到一副圖像的數據,通常需要調用API函數GetDIBits,而在調用該函數前要做大量的準備工作(API聲明、BITMAPINFO信息設置等),也有點煩躁,但在.net中提供了BitmapData類,再結合Marshal類的Copy方法可以快速地複製圖像數據到一維數組中。
因爲我的項目中只對彩色圖像進行處理,而且不涉及到特效,所以沒有考慮到Alpha通道。
以下是圖像的讀取和保存部分的代碼:
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' 函數名 : ReadBitmap
' 功能 : 讀取圖像數據
' 參數 : Bmp ------ Bitmap 待處理位圖
' BmpData ------ Byte 保存圖像的數據的數組(引用)
' 作者 : laviewpbt
' 時間 : 2005-5-20 9:45
' 修改者 :
' 修改時間 :
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Public Shared Sub ReadBitmap(ByVal Bmp As Bitmap, ByRef BmpData() As Byte)
Dim Data As BitmapData = Bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format24bppRgb) ' 將Bitmap對象鎖定到系統內存中
Dim Stride As Integer = Data.Stride ' 掃描寬度
Dim Scan0 As IntPtr = Data.Scan0 ' 位圖中第一個像素數據的地址
Dim Number As Integer = Bmp.Height * Stride - 1 ' 圖像數據元素的個數,注意.net中數組下標是從0開始的
ReDim BmpData(Number)
Marshal.Copy(Scan0, BmpData, 0, Number) ‘將內存Scan0後面Number字節的數據拷貝到BmpData中
Bmp.UnlockBits(Data) ' 從系統內存解鎖Bitmap
End Sub
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'
' 函數名 : WriteBitmap
' 功能 : 將數據寫入圖像
' 參數 : Bmp ------ Bitmap 待處理位圖
' BmpData ------ Byte 保存圖像的數據的數組
' 作者 : laviewpbt
' 時間 : 2005-5-20 9:49
' 修改者 :
' 修改時間 :
'
' ******************************************************************************************
Public Shared Sub WriteBitmap(ByVal Bmp As Bitmap, ByVal BmpData() As Byte)
Dim Data As BitmapData = Bmp.LockBits(New Rectangle(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), ImageLockMode.WriteOnly, PixelFormat.Format24bppRgb) ' ' 將Bitmap對象鎖定到系統內存中
Dim stride As Integer = Data.Stride ' 掃描寬度
Dim Scan0 As IntPtr = Data.Scan0 ' 位圖中第一個像素數據的地址
Dim Number As Integer = Bmp.Height * stride - 1 ' 圖像數據元素的個數
Marshal.Copy(BmpData, 0, Scan0, Number) '將BmpData中的數據拷貝到Scan0後面的Number字節中
Bmp.UnlockBits(Data) ' 從系統內存解鎖Bitmap
End Sub
Marshal.Copy方法的使用大大加速了數據的獲取,Marshal類還提供了ReadByte,WriteByte之類的方法,但利用這種方的效率也將非常低下。
對於一副1024*768的24位真彩色圖像,利用上述函數讀取數據所用的時間是0豪秒(呵呵,當然不是了,估計要用QueryPerformanceCounter函數來得到這個值,順便說下我的機器配置:256MB內存,Pentium 3.0G),也就是說,圖像數據獲取可以達到毫秒級,這樣,我們就可以把大部分設計的精力投入到算法的設計中去。
上面所獲取的數據是一維數組,而24真彩色圖像用一三維BmpData(width-1,height-1,2)數組來表示是相當便於處理的,但是如何快速的把數據寫入到一三維數組中,我還沒有發現好辦法,Marshal.Copy方法只支持一維數組的數據複製,如果用For循環來做,也是一個很漫長的過程。我曾經試着用CopyMemory ,雖然可以將內存中一段數據拷貝到一多維數組中,但數組中的數據的順序不符合要求。
不過說明一點,同樣的數據計算量,用一維數組要比用多維數據的速度要快些,這是很明顯的,所以經過一番思想鬥爭,我決定還是用一維數組來處理,雖然在計算中有些難以理解計算式的意義。